Теплоемкость - сверхпроводник
Cтраница 1
 |
Скачок теплоемкости при переходе в сверхпроводящее состояние. [1] |
Теплоемкость сверхпроводника ( как и нормального металла) состоит ив элек - Ьонной Ces и решеточной Cfi компонент. Индекс я относится к сверхпроводящей фазе, п - к нормальной, а и электронной компоненте, р - к решеточной. [2]
 |
Диаграмма удельная теплоемкость - температура для гелия.| Зависимость вязкости гелия от температуры.| Зависимость теплопроводности гелия от температуры. [3] |
Теплоемкость сверхпроводников имеет аномальный характер. При критической температуре сверхпроводников Тк их удельная теплоемкость терпит разрыв, соответствующий фазовому переходу из сверхпроводящего состояния в нормальное. [4]
 |
Зависимость теплопроводности монокристалыюго цилиндра диаметром 1 4 мм из чистого олова от темп-ры. Верхняя пунктирная прямая относится к норм, состоянию. [5] |
Теплоемкость сверхпроводника, так же как и норм, металла, слагается из электронной С, и решеточной Ск компонент. При переходе в сверхпроводящее состояние С ц практически не меняется, а Се увеличивается скачком. [6]
После скачка теплоемкость сверхпроводников падает с понижением температуры быстрее, чем теплоемкость нормальных металлов. Наиболее тщательные исследования были проведены Кеезомом и ван - Лером [95], которые производили измерения на олове. [7]
Вычислим разность теплоемкостей сн сверхпроводника в сверхпроводящей и нормальной фазах при температуре фазового перехода. Очевидно ( см. рис. 5 - 9), что всюду внутри области фазового перехода ОВАС теплоемкость сн бесконечно велика, поскольку линии Я сопз. Поэтому когда мы говорим о вычислении разности теплоемкостей сосуществующих сверхпроводящей и нормальной фаз на линии перехода, то речь идет, разумеется, о теплоем-костях сн на пограничных кривых их однофазной стороны. [8]
 |
Температуры перехода элементов. [9] |
В этом разделе мы обсудим сначала результаты экспериментального определения теплоемкостей различных сверхпроводников. Мы увидим что характер температурной зависимости электронной теплоемкости коренным образом изменяется при переходе металла из нормального состояния в сверхпроводящее. Это ясно указывает на фундаментальное изменение характера энергетического распределения электронов при переходе металла из одного состояния в другое. [10]
В предыдущем разделе мы отмечали, что температурная зависимость как критического поля, так и теплоемкости сверхпроводников не вполне точно согласуется с моделью Гортера. Наоборот, изморенная температурная зависимость глубины проникновения совпадает с нею. Это расхождение, вероятно, можно объяснить тем, что измерения глубины проникновения крайне трудны и точность измерения, необходимая для обнаружения незначительных отклонений от закона t, до сих пор не достигнута. [11]
В предыдущем разделе мы отмечали, что температурная зависимость как критического поля, так и теплоемкости сверхпроводников не вполне точно согласуется с моделью Гортера. Наоборот, измеренная температурная зависимость глубины проникновения совпадает с нею. Это расхождение, вероятно, можно объяснить тем, что измерения глубины проникновения крайне трудны и точность измерения, необходимая для обнаружения незначительных отклонений от закона t, до сих пор не достигнута. [12]
Теплоемкость сверхпроводников тесно связана с кривой зависимости критического поля от температуры. Еще до открытия эффекта Мейснсра было случайно обнаружено, что переход из сверхпроводящего состояния в нормальное в магнитном поле можно трактовать термодинамически. Рутгерс ( см. [35]), исходя из обычной трактовки переходов второго рода, по аналогии пришел к тем же выражениям, которые теперь получаются непосредственно термодинамическим путем. Результаты Рутгерса были экспериментально подтверждены. Нужно сказать, что в то время сверхпроводники еще рассматривались как идеальные проводники. Для идеальных проводников возможность термодинамической трактовки полностью исключается, так как очевидно, что переход в магнитном поло в идеальном проводнике безусловно должен быть необратимым. Эти противоречия, достигшие наибольшей остроты к 1933 г., были разрешены экспериментами Мейснсра и Оксеифельда. С открытием идеальных экранирующих свойств сверхпроводников стало очевидным, что токи сверхпроводимости существенно отличаются от обычных токов проводимости и что фазовый переход в магнитном поле может быть ( и фактически является) обратимым. [13]
Теплоемкость сверхпроводников тесно связана с кривой зависимости критического поля от температуры. Еще до открытия эффекта Мейснера было случайно обнаружено, что переход из сверхпроводящего состояния в нормальное в магнитном поле можно трактовать термодинамически. Рутгерс ( см. [35]), исходя из обычной трактовки переходов второго рода, по аналогии пришел к тем же выражениям, которые теперь получаются непосредственно термодинамическим путем. Результаты Рутгерса были экспериментально подтверждены. Нужно сказать, что в то время сверхпроводники еще рассматривались как идеальные проводники. Для идеальных проводников возможность термодинамической трактовки полностью исключается, так как очевидно, что переход в магнитном поле в идеальном проводнике безусловно должен быть необратимым. Эти противоречия, достигшие наибольшей остроты к 1933 г., были разрешены экспериментами Мейснера и Оксенфельда. G открытием идеальных экранирующих свойств сверхпроводников стало оче-нидным, что токи сверхпроводимости существенно отличаются от обычных токов проводимости и что фазовый переход в магнитном поло может быть ( и фактически является) обратимым. [14]
Как видно из рис. 7.3, стабильность критического состояния с увеличением температуры возрастает, что связано с быстрым ростом теплоемкости с температурой. Такие скачки потока называют неполными или частичными. Если теплоемкость сверхпроводника растет с температурой недостаточно быстро, скачок потока оказывается катастрофическим, и образец переходит в нормальное состояние. [15]
Страницы: 1 2